煤矿地面

煤矿地面（精选十篇）

煤矿地面 篇1

我们将利用多年闲置的块仓系统进行改造, 在现有的两个储存仓 (2000吨) 的基础上增加一个块仓 (2000吨) , 这样可以实现井下生产高峰时, 原煤有地方可存, 以保证井下近6.7小时 (2000吨÷300吨/小时≈6.7小时) 不影响生产;在现有地面皮带直漏和返仓皮带同时装车 (600吨/小时) 的基础上, 增加返块他皮带 (400吨/小时) 装车, 这样装车速度可以提高到1.67倍[ (400+600) 吨/小时÷600吨/小时≈1.67]。

1 改造前的状况

据统计:外运高峰时, 日外运高达11列车, 每列火车平均载煤量780吨, 装车能力为600吨/小时, 则:

一列火车装车时间为:780吨÷600吨/小时=1.3小时, 火车从集配站来往时间约为:0.7小时 (运行顺畅时) , 一列火车一个循环时间则为:1.3小时+0.7小时=2小时, 每天11列火车的外运时间则为:2小时/列×11列22小时, 以上数据表明:每天22小时的外运, 设备基本上无检修时间。

2 改造方案及比较

一列火车的装车时间则为780吨÷ (400+600) 吨/小时=0.78小时。

日外运时间则为:11列× (0.78+0.7) 小时/列=16.28小时。

对比可知:改造后日外运时间节省:22-16.28=5.72小时, 这样便有充足的检修时间, 以保证设备的安全运行, 从而确保外运工作。

改造方案一:

恢复使用整个块仓皮带系统5条皮带, 因为地面装储系统的首条皮带运输能力为:300吨/小时;带宽为:1000mm;带速为:2米/秒, 而块仓皮带系统中去块仓的3条皮带运输能力均为:200吨/小时;带宽为:800mm;带速为:1.6米/秒, 这样3条皮带都无法满足运输能力, 因此需全部更换成与首条皮带相匹配的形式, 所需材料, 设备的金额共计:41.2万元。具体详见附表。

改造方案二:

将现有的装车仓皮带机头延长6米, 与块仓皮带Ⅱ机尾延长3米进行搭接, 再加上一条去两个原煤仓的皮带 (长:97m, 电机功率:75KW) 同时运行即可实现闲置块仓的原煤储存, 改造费用仅需1万元左右。

方案比较:

改造方案二比改造方案一可以一次性节资:41.2万元-1万元=40.2万元。

另外, 两种方案在实现块仓的原煤储存上, 方案一相对于方案二多使用一条横仓皮带Ⅰ (改造后电机功率为30KW) , 每天按2000吨块仓满仓一次计算, 此皮带需运行6.7小时, 则:年耗电量为:12月×30天×6.7小时×30KW/h=72360度, 每度电费按0.4元计算则:年消耗电费为:72360度×0.4/度≈2.9万元。

以上两方案对比可知:方案二比方案一可一次性节资40.2万元, 年节约电费2.9万元, 并且施行简便、快捷、而又能完全满足各项生产任务的需要, 因此, 我们决定采用方案二进行块仓系统改造。

改造方案一更换皮带机所需材料、设备的金额统计见附表, 更换皮带机有;横仓皮带Ⅰ (35米) ;横仓皮带Ⅱ (30米) , 去块仓皮带Ⅰ (65米) 。则需材料、设备金额见附表:

参考文献

[1]本书编写组.煤矿运输.北京:煤炭工业出版社, 1998.

煤矿地面消防演练方案 篇2

消防演练方案......................................................................................................1

一、目的.........................................................................................................1

二、演习说明................................................................................................1

三、演习内容................................................................................................2

四、演习要求................................................................................................3

五、各级人员分工和职责............................................................................3

六、演习过程................................................................................................4

七、干粉式灭火器使用方式和灭火流程....................................................7

八、实施过程中的相关要点........................................................................7 九、其他事项..............................................................................................8

消防演练方案

为了进一步贯彻执行消防法中“预防为主，防消结合”的八字方针，提高单位全体员工的安全防范意识。检验保安部对火灾事故的应急处理能力和灭火技能，熟悉灭火程序和操作规程及组织配合，达到快速灭火的目的。

一、目的

为了检验公司员工及义务消防应急组织应对火灾的能力,考核日常消防训练,教育的技能和成效,提高员工灭火、疏散、自救能力和管理者火场组织、协调、指挥能力，使员工在演习中受到锻炼和教育，进一步增强消防安全意识，使预防为主，防消结合的的方针在公司得到更好的贯彻落实。此次演练坑木加工车间参演人数8人，工作人员6人，巡逻员一人，值班室一人，指挥领导小组、应急通讯联络组、应急救援行动组、应急医疗救护组、治安维护组、救援运输组、物资供应组，按照《地面消防预案》根据实际情况进行选取（记录员两人，在坑木加工车间进行记录，不进行参演），现场职工严格服从现场指挥的命令，严于律己，整装排队积极参与，认真进行演练的每一个环节，顺利完成演练任务。

二、演习说明

1、通过各部门的分工合作争取得到本单位及集团领导的支持和指导。

2、做好宣传工作和各部门的协调工作。

3、做好总结和资料归档工作。演习方法：

模拟火灾情况，实地演练，讲解示范。

三、演习内容

1、计划演练时间：2013年09月29日14：24——14:55

2、演练地点：坑木加工车间

3、演练项目：

事故假设坑木加工车间发火灾，由于坑木加工车间有较多易燃物，导致火情扩大，同时应为车间内有正在工作的工人6人，同时，有一人应火势扩大而烧伤，需要紧急救助，其余人需要安全撤离，对车间内的灭火措施以及人员的防火意识进行演练。

1、巡逻护卫员发现火灾的报警程序工作；

2、接到报警后的组织指挥配合；

3、灭火操作及组织人员疏散；

4、快速到达重点部位灭火操作；

5、使用灭火器灭火；

6、消火栓的使用；

7、人员的救护；

8、讲评小结演习情况。

四、演习要求

1、每名员工应以实战出发，严格按照操作规程实施，服从命令，快速到达火灾现场及消除各种火灾。

2、各组长接到命令后，迅速做好人员分工。

五、各级人员分工和职责

1、指挥领导小组：负责全局指挥协调、认真听取一线指挥的汇报，提出易忽视问题及时更正错误并作出果断性重要决策。演习指导负责方案、过程的审核，指导工作，对实施中不足问题提出改进措施。

2、应急救援行动组

（1）一旦发生事故，小组成员必须第一时间赶往事故现场，听从地面消防应急救援领导小组指挥。

（2）在保证自身安全的前提下，及时抢救人员，避免事故扩大化，减少事故损失。

3、应急通讯联络组

确保领导小组与各应急小组间信息的及时准确传达。

4、应急医疗救护组

负责联络急救中心，对出现身体不适的人员进行急救

5、治安维护组

成员由10人组成，负责现场保护工作，维护现场秩序，消除障碍道路畅通，组织无关人员及车辆进入，引导消防车辆到达现场，并采取安全防护措施，防止出现人员伤亡。

6、救援运输组 负责事故中伤员的运输，负责应急救援器材、设备的运输。

7、物资供应组

负责事故抢险中物资的全部供应。

8、外部联络机构

灵石县消防队，值班电话：119 灵石县人民医院，医院电话：0354-7612657 值班电话：120

六、演习过程 1、2013年9月28日14：24分 巡逻护卫员王永明向调度室主任崔长林汇报坑木加工车间着火。2、14：26分 调度室通过语音广播通知坑木加工车间的工作人员，同时安排调度员用电话通知坑木加工车间值班人员。利用坑木车间的干粉灭火器进行灭火。但因火势已经蔓延，所以组织人员撤离由专业灭火队进行灭火。

调度主任：坑木加工车间所有人员请注意，我是矿调度室值班主任崔长林，坑木加工车间发生火灾，请立即停止作业，按避火灾路线撤离到办公楼前的工业广场。并进行不间断连续广播。3、14:27分 调度员用电话汇报杨矿长，坑木加工车间发生火灾。4、14:28分 矿长接到电话后，及时用电话通知调度员：通知矿级领导坑木车间发生火灾，到调度室集结。5、14:33分 矿长及矿各级领导到达调度室后，听取调度员汇报：立即在调度室成立应急救灾指挥部。6、14:34分 调度员：我是矿值班调度员蔡美军，坑木加工车间发生火灾，已通知坑木加工车间的人员按避火灾路线撤离到办公楼前的工业广场避灾。7、14：35分 杨矿长：做好人员的安全撤离工作，同时做好以下两项工作。

（1）、立即启动《地面消防应急预案》

（2）、撤离时人员不要慌乱，按照顺寻一次撤离。

同时用与矿上的应急救援行动组、应急医疗救护组、治安维护组、救援运输组进行联系，告知坑木加工车间发生火灾，要求第一时间到达现场进行灭火，同时安排人员进行撤离。7、14:36分 矿长杨国良第一道命令：

安排调度员通知地面变电所值班人员切断坑木加工车间电源（假设切断电源）。8、14:37分 矿长杨国良第二道命令：

告知坑木加工车间值班人员进行对撤离人员的人数清点。9、14:38分 矿长杨国良第三道命令：

告知治安维护组在坑木加工车间进行警戒，坑木加工车间附近20m不得有人靠近，救援人员必须持有在调度室由矿长签发的救援许可证方可进行救援。10、14:39分 调度员接到地面变电所值班人员汇报：已切断灾区电源。11、14:40分 调度员接到坑木加工车间5人已经安全到达指定撤离地点。12、14:41分 调度室接到坑木加工车间值班人员报告，总共计6人在 坑木加工车间工作。13、14:42分 调度室接到救援运输组电话报告，有一人因火势烧伤腿部，现在已经救援到安全地点。14、14：45分 调度室接到救援行动组电话，或是已经基本得到控制。15、14：50分 调度室接到救援行动组电话，火灾已经被扑灭。16、14：55分 杨矿长宣布演练结束。

（二）坑木加工车间 坑木加工车间的工作人员 1、14：24分 坑木加工车间巡逻员王永明发现着火点向矿调度室进行报告。2、14：26分 值班人员接到通知利用干粉灭火器进行灭火，但火势已经蔓延，无法用灭火器进行灭火。3、14：27分 坑木加工车间工作人员接到通知，得知着火，陆续进行撤离，其中6人按照避难路线避难。4、14：33分 一人在撤离途中因火势导致腿部烧伤，无法自主撤离。5、14：37分 5人已经撤离到安全地点。6、14：40分 因腿部烧伤的一人已经被救援行动组抬放到安全地点。

（三）各救援小组 1、14：25分 各小组被通知坑木加工车间发生火灾。同时进行准备。2、14：30分 应急救援行动组、应急医疗救护组、治安维护组、救援运输已经准备继续等待下一步命令。3、14：33分 应急救援行动组、应急医疗救护组、治安维护组、救援运输组，到达着火地点。3、14：35分 治安维护组对火灾附近20m处进行戒严。4、14：36分 应急救援行动组对着火地点进行灭火，同时救援运输组的人员使用担架将应火烧伤腿部的人员撤离到安全地点 5、14：40分 应急医疗救护组对腿部烧伤人员进行应急治疗，同时将此人运到医院（此为演练中假设部分）。6、14：45分 应急救援行动组将火势基本控制 7、14：50分 应急救援行动组已经将火灾扑灭。

七、干粉式灭火器使用方式和灭火流程

1、右手托着压把,左手托着灭火器底部,轻轻地取下灭火器；

2、除掉铅封；

3、拔掉保险销；

4、左手握着喷管,右手握着压把；

5、在距火焰两米的地方,右手用力压下压把,左手拿着喷 管左右摆动,喷射干粉复盖整个燃烧区。

6、开启干粉灭火棒时，左手握住其中部，将喷嘴对准火焰根部，右手拔掉保险卡，顺时针方向旋转开启旋钮，打开贮气瓶，滞时1-4秒，干粉便会喷出灭火

八、实施过程中的相关要点

1、实施前应提前通知单位员工，届时不要慌乱、紧张。

2、灭火人员进入现场应注意如烟雾较大，需带防毒面具或湿毛巾捂住嘴鼻，进房间时应用水或灭火器在门的上方喷洒（防止烟雾热气过大），因 为刚开门时出来的烟雾热气可致人身体受到伤害，在使用消防栓和泡沫灭火器时一定要确认是否切断电源以防触电。

3、抢救、疏散组人员依照先人后物原则进行抢救疏散工作，分别从安全通道疏散，指引人员按出口安全标识所示方向疏散、清楚路障，维持秩序、劝阻中途返回人员，并视火情大小尽可能将人员向下疏散。火势太大时，着火层以上员工向上疏散，并根据现场情况采取相关的护救措施（如发现门户、墙角、楼梯、窗户等处有被困人员必须及时抢救疏散）。

5、治安维护组制止与灭火抢险无关人员进入火灾现场，被疏散出来的人员集中在一起，保护他们的安全及抢运出来的物资，事件后要保护现场以便单位查明起火原因。

6、监控中心接到电话时，一定要问清起火的具体位置以及周围火灾的形势，同事像指挥中心报告，由指挥中心采取营救错措施，广播词：“全体员工请注意，现在单位某处发生火情，情况并不严重，为了您的安全，请配合现场指挥人员的指挥，安全有序的撤离火灾现场！”并告诉被困人员自救的方法，如用湿毛巾堵住口鼻可以防止窒息，用湿被子可以冲出火灾区，用绳条或被单结成条，可以从窗户逃生。

7、总结工作：应从本次演习中总结经验，找到不足，修改演习方案进一步完善消防应急措施，增强灭火实战能力，演习后，写出总结报告留单位存档。

九、其他事项

1、总指挥所在位置：监控中心；

2、演习人员：部分科室人员参加;

自动化系统在煤矿地面变电所的应用 篇3

关键词：煤矿 自动化 生产效率 智能控制

0 引言

近年来，随着国民经济的迅猛发展，电力负荷逐年提高，对供电的安全性和可靠性也提出了更高的要求，煤矿变电所进行自动化改造逐渐成为一种趋势。

1 地面变电所自动化改造组成及运用

1.1 地面变电所主接线系统为6kV进线2条，2组PT，母线为单母线分段接线，出线40回；承担着六矿的主要负荷，对供电可靠性要求高。

改造升级变电站自动化监控系统DS-2000，后台系统实现与所有保护测控装置、微机五防系统、低压配电系统、其他智能装置正常通讯和监控，实现与电力调度的远动信号传输。增加远动通讯屏一面，包含逆变电源装置、通讯管理机、网络交换机。采用模型参数识别方法，跟踪故障前后电网参数变化，实现选择性高压漏电保护，灵敏度高，速度快，动作准确。改造低压柜12面；增加电动操作机构36台，实现远动控制；增加低压智能保护模块12台，三相交流采集模块36台，实现电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数的智能监控。

DS-2000后台监控系统所有装置按工业级标准设计，采用全封闭防振机箱，防尘、防潮、防有害气体能力强，表现在以下方面：通用的硬件和软件平台，可靠性高，通用性强。采用INTEL、AD、TI、MOTORAL等主流厂商的工业级芯片，可稳定工作在宽温度工作范围：-10℃～70℃。CPU集程序存储器、数据存储器、网络接口、高速输入输出口于一体，总线不出芯片。采用16位A/D转换和无源低通滤波，精度高。保护功能不依赖通信网，网络瘫痪不影响保护正常运行。采用多种屏蔽、隔离、接地、滤波和软件抗干扰措施，通讯管理单元具有良好的电磁兼容性，组屏时不加抗干扰附件。装置采用整体面板方式，高度为标准2U机箱，内部插件为固定式，安装方式为嵌入式，接线为后接线方式。

通讯管理机采用X86架构硬件平台，基于WINDOWS XP EMbedded的操作系统，拥有WINDOWS XP专业版的所有属性和功能。系统内核小、占用系统资源小、启动速度快、系统具有增强写保护等XP桌面版系统所不具备的功能。

1.2 监控软件应是具有实时多任务、接口开放、使用灵活、功能多样、运行可靠的变电站监控系统，由若干个功能模块组成，模块之间的通信以及模块与数據库之间的通信均通过共享内存数据库和ODBC完成。实时数据库是SCADA系统的核心，实现机器内各应用程序的实时数据交换，通过网络通讯程序将实时数据扩展到整个网络。电力监控软件的组成形式是一个集成软件平台，由若干程序组件构成，由以下几部分组成：图形界面开发程序：它是自动化工程设计师为实施其控制方案，在图形编辑工具的支持下进行图形系统生成工作所依赖的开发环境。图形界面运行程序：在系统运行环境下，图形目标应用系统被图形界面运行载入内存并投入实时运行。实时数据库功能模块：它主要完成实时数据库的建立、维护、访问以及历史数据生成等功能，它是整个系统的基础和核心。实时数据库描述了电力自动化系统监控、管理数据点的集合。网络通信模块：网络通信模块是监控软件系统中的实时网络通信内核，担负网络系统计算机之间实时数据的传输任务，保证系统各节点实时数据的一致性。前置通信模块：前置通信模块完成与终端采集设备或通信设备如各种保护测控装置、通信管理器的通信任务。

1.3 数据库管理系统软件。采用分层分布式结构和面向对象的设计思想，从间隔层、通信网络到监控系统等方面综合考虑，提供了完整的变电站自动化系统解决方案，系统结构清晰、获取信息快捷、维护简便、扩展灵活。可根据需要选择远动的调度端对时、GPS授时装置对时，并可根据实际的运行工况来自动识别。系统采用现场总线、工业以太网等技术构成实时控制网络。

1.4 通信管理是基于国际领先的实时多任务操作系统开发，其进程切换时间为微秒级，完全满足工业现场控制的要求，监控软件采用面向对象的总体设计和先进的编程技术，确保了整个系统的实时性和稳定性。后台监控可配置智能五防闭锁软件，有效防止人为的误操作。

1.5 监控对收到的数据进行智能判断，确保信息的正确无误。系统能在线诊断系统全部软件和硬件的运行工况，当发现异常及故障时能及时显示和打印报警信息，并在运行工况图上用不同颜色区分显示。计算机信息技术和现场总线技术在方案中的应用，不仅节省了大量电缆和二次控制线，而且提高了配电与控制系统的自动化程度，同时实现了 “四遥”功能，提高了整个系统的可靠性。

2 结束语

煤炭行业的持续发展与生产离不开机电自动化技术的创新，科技的进步和发展，为煤炭行业提供了广袤的发展空间，也为节约生产成本的降低提供了新的思路，远程操控、无线网络技术的应用都能够有效的节约生产成本，提高效率，地面变电所的自动化改造为我们以后的工作提供了便利，有效的提高了电气设备运行的可靠性和安全性，有望实现真正意义上的变电所无人值守。

参考文献：

[1]朱小菲.工控组态软件的设计与实现[D].吉林大学，2005（04）.

[2]俞新华.面向对象的组态软件图形界面系统设计与研究[D].合肥工业大学，2003（03）.

浅析煤矿地面可持续建筑的设计 篇4

可持续建筑又称绿色建筑, 其主要是指在一定的建筑寿命中, 对资源浪费最少, 不会有太多废物产生, 从而使得天、地、人和谐相处的一种建筑物。煤矿产业自出现以来, 严重影响到生态平衡和造成了资源浪费。对煤矿地面可持续建筑物的设计, 能减少煤矿产业的污染现象, 实现煤矿产业的绿色发展。因此对煤矿地面可持续建筑物的设计研究非常必要。

1 可持续建筑概述

可持续建筑又称绿色建筑, 其主要是指在一定的建筑寿命中, 对资源浪费最少, 不会有太多废物产生, 从而使得天、地、人和谐相处的一种建筑物[1]。其核心是为了优化建筑和环境之间的关系, 保证生态平衡。如今, 中国面临着严重的资源短缺, 而煤矿产业对能源的需求量较多, 因此人们对可持续建筑更加重视。

世界相关组织曾制定了发展标准, 提出了资源利用规定和治理污染方式等指标, 通过对这些因素的检测来衡量建筑物的可持续性。中国政府及相关部门对这一概念进行了研究, 并提出了“大力发展可持续性建筑”, 主要对节省能源、环保等提出了要求和规定, 并研究出了“生态经济效率”这一理论, 为具体的实施提供了理论指导[2]。

2 可持续发展和生态建筑设计

可持续发展理论起源于生态科学, 其和生态领域的宗旨和思想极为相似。为了维持资源利用的全面性且不影响后代生活, 此生态理论是必须贯彻的。采矿量过多会导致地面凹陷, 以随意采矿的小煤矿最为显著。肆意排放废气会导致周围空气污染及水源污染, 使旁边的植物无法健康生长, 对周围居民生活造成非常恶劣的影响。可持续发展理论的目标是保证人与自然和谐相处, 避免资源浪费, 且防止污染物破坏环境。其主要要求为:a) 关注设计生态建筑, 结合地方特点进行开发;b) 培养人民群众的适用观念, 了解建筑性能, 采取科学先进的技术;c) 注重使用环保材料, 树立循环利用的观念, 最大可能将可循环利用的材料应用到建筑物中, 防止利用高蕴能源, 对环境造成破坏, 最好进行二次利用;d) 结合建筑所在区域大气特点, 采用相应能源策略;e) 保证空间具有变通性, 降低建筑体量且缩小浪费。只有坚持以上原则, 才能保证可持续发展思想和生态建筑的完美结合。在利用过程中, 应依照地方特色进行设计[3]。

对于生态建筑即可持续建筑应对以下几个问题加以重视:a) 节能。节能作为生态建筑中比较重要的技术, 其对生态建筑设计起到的作用不容忽视;b) 采用地域性材料。建筑物应结合地域特色取材, 此类型设计能减少资源浪费、节约材料、避免污染现象且彰显地区特色。例如山区比较常用石头材料建筑等;c) 减少占地面积。任何地方的建筑应以地区面积标准加以衡量, 且利用科学方式减少占地面积;d) 改造原有建筑, 节省材料。

3 煤矿地面可持续建筑的设计

如今, 很多地区由于矿物开采环境遭到严重破坏, 且采矿人员环保意识不足、工作速度和效果不佳且员工数量较多, 多会占据良田。采矿后多对凹陷区域放任不管, 荒废用地数量增加[4]。很多矸石放置在矿区, 会产生一定的污染气体, 产生的废物也会导致水污染, 对周围居民身心健康带来负面影响。为保护大气和生态环境, 中国相关部门相继制定了一些规定和法律法规, 然而因为很多人环境保护观念不强, 对于法律法规不严格遵守, 导致环境污染仍是目前较为严重的问题。

3.1 节约用地

对矿井所在区域的选择是比较重要的问题, 应避免占据良田, 多利用废弃地区。摒弃传统生产管理方法, 采用辅助材料结合集约管理方式, 减少辅助材料量。井口生产建筑主要利用结合物状体, 全面设计内部, 缩小建筑的占地。改善采矿区域的分布和采矿方式, 尽量防止和减少凹陷区域的出现, 制造良田, 养殖动植物。对矸石进行全面利用, 制造不同种类的建筑原材料, 防止资源浪费。图1所示为荒地再利用。利用先进技术和高级机械, 保证施工速度和效果, 缩减人力, 缩小员工居住空间, 设计高层建筑。公开目前的管理方法, 完善城乡科学调整区间, 简化设备。当矿井区域资源缺乏时, 不报废建筑物。矿山区域交通系统需根据所在位置的交通状况进行全面布局, 提高车辆承载量, 避免过多运输占用地面位置。对于矿区的公路设计应积累经验, 要注重经济效益, 避免过度开支, 吸取原来占地过多的教训, 以长远眼光设计, 避免局限于眼前利益。

3.2 节约资源

可持续建筑的节约资源通常是指建筑科学应用原材料进行采光、取暖和保护, 合理安排建筑结构, 设计保温隔热功能。依照建筑所在位置, 结合生态情况达到合理采光、温暖且环保节能。针对煤矿建筑地面, 原有建设主要利用过时技术, 对环境保护方面考虑欠缺, 因此要充分发挥节能技术。应做到:a) 更改建筑的燃煤标准, 采用自然通风排放废物;设计降温结构的物件进行降温;b) 加大对太阳能等自然资源利用的宣传, 使得相关人员意识到此类能源的重要性;c) 利用轻质复合材料, 对修理空间、矿区采光间及矿井上升室进行设计;d) 科学分布矿区建筑物位置, 尽量在冬季保暖和夏季凉爽的地区安排大量员工, 尽量设计成为E-S (东南) 和W-S (西南) 方向[5]。

3.3 保护环境

矿区布局规划时应结合绿化理论, 加强对植物的耕种, 净化大气。避免过度开采破坏土质导致的土质疏松, 科学引导地表水流。全面管治废水废气的排放。且应治理矿区噪音污染, 设计隔音室、井口房等。相关设计师应树立环保意识, 吸取成功经验, 结合中国国情, 设计节能、生态、和谐的建筑。相关部门要加大对可持续建筑的资金投入, 完善矿区的规定标准, 规范建筑结构设计理念, 制定相关法律法规, 提高公众参与的热情。同时应对矿区员工进行培训, 培养其环保意识, 使其全力投入到可持续建筑的设计和实施工作中。

4 结语

随着中国煤炭需求量增多, 矿区开采力度加大。由于大部分采矿人员环保意识不足, 对可持续发展理论不够了解, 因此开采方式在很大程度上对周围环境造成破坏, 使得生态环境失去平衡。通过设计煤矿地面可持续建筑, 结合可持续发展思想理论, 完善矿区采矿结构, 可实现能源再利用, 提高保护力度, 实现人与自然和谐相处。

参考文献

[1]张松甫.煤矿地面可持续建筑设计的几点思考[J].江西煤炭科技, 2012, 2 (12) :105-107.

[2]褚冬竹, 魏书祥.质性分析辅助工具在可持续建筑设计中的应用[J].西部人居环境学刊, 2013, 6 (8) :228-234.

[3]童辉.可持续建筑设计工具及其应用思想探析[J].低碳世界, 2014, 10 (13) :218-219.

[4]李文宇.整体性可持续建筑系统的设计与分析[J].科技风, 2013, 7 (9) :158-160.

煤矿地面 篇5

关键词：主煤流 控制 研究 应用

1 概述

煤矿胶带机集控系统运行安全可靠与否直接影响矿井的经济效益。为提高系统的可靠性和安全性，实施集中监控，实现系统的综合保护和集中监控，是十分必要的。该系统可实现提高生产效率、降低事故率，减少故障处理时间、减少现场操作人员、提高经济效益。

2 集中控制系统研究目的及意义

平煤股份五矿地面生产系统主要包括新系统、老系统和返煤系统三大部分。生产系统有两个配电盘，配电盘从上世纪六十年代开始投入使用，至今已使用了五十多年，由于配电系统在使用过程中不断改动，使系统的可维护性非常差，而且，随着设备老化程度的加剧，设备运行的未知故障也在不断增加。另外，配电设备简陋，没有充分的保护措施，存在一定的安全隐患和设备隐患。

目前，两个配电室分别有一个操作台，每个设备配有一个就地操作装置，所有设备通过打铃信号开停设备，设备之间无电气闭锁关系。使得现场工作人员劳动强度大，设备运行效率低。由于现场噪音比较大，某些情况下，可能打铃信号和电话铃声无法听清，容易造成误操作。为了解决上述问题，提高平煤股份五矿地面生产系统的安全可靠性和自动化水平，对该系统实施升级改造是非常必要的。

3 设计集中控制方案遵循的原则

①信息丰富、操作灵活、维护简便。②可靠、实用、使系统具有足够的扩展功能。③无条件地满足生产系统工艺流程的要求。④减人提效、节能降耗。⑤现场接线简洁明了、最大限度地减少现场安装工作量。⑥在满足工艺要求前提下减少设备及工程投资。

4 设计集中控制方案包括的主要内容

①低压配电系统。②集中控制系统。③厂区通话系统。④工业电视监控系统。

5 集控系统达到的技术要求

①本集中控制系统，配置PLC控制柜三面，新老煤流系统分别由一面控制柜来控制，集控室内一些相关的电器设备由一个控制柜来管理。PLC控制柜主要有西门子S7-300系列PLC、电源模块、通信模块、继电器等组成。②系统预留Profibus、工业以太网通信接口，便于扩展。 系统预留20%左右的开关量和模拟量输入输出点，以备后期系统扩展。③在集控室配置集控操作台和两台控制计算机（配两台22寸液晶显示器），一台主控，另一台备用。新老两系统在同一台计算机屏幕上操作控制。④在现场安装适当数量的就地控制箱，用于设备的控制方式选择、就地开停、状态显示、打铃灯操作。⑤为皮带配备堆煤、拉绳、跑偏、打滑四种保护传感器；PLC 控制柜和控制计算机采用专用通信电缆连接。

6 集控系统的监控功能及特点

①本系统分两种控制方式：就地控制和集中控制，并以集中控制为主。就地控制时可以对设备进行无闭锁启停，一般在设备检修试车时使用；设备处于集控状态下，调度员可以对设备有无闭锁的开停，现场工作人员可对设备进行停车操作。②按工艺流程启动设备时，系统可以顺煤流起车也可以逆煤流停车，流程停车时按顺煤流停车。③皮带配备打滑、跑偏、堆煤，沿线急停等保护装置，并按现场要求报警或停车。调度员能准确的区分出各种保护动作的类型及其位置，并及时的做出处理决定。④任何控制方式下，就地箱的停车按钮都可以停止该设备。煤流沿线设启车预告、事故报警信号（电铃）。⑤当系统按工艺流程运行的过程中，如果有设备由于各种原因停车，系统会发出报警信号，相应的设备有报警灯及警铃。⑥每个设备设禁起开关，禁起有效时，相应流程和设备将不能启动。系统按工艺流程运行时，一旦有设备故障报警，该设备及逆煤流设备急停。⑦计算机显示屏上可以显示与生产有关的设备运行状况和参数，显示有模拟图和数据表格两种形式。对设备的运行记录、调度员的操作记录、以及各种保护的动作记录等都能进行查询。⑧该系统配备一个程控交换机、一部普通话机和16套抗噪话站。调度员能通过该系统对全厂区喊话，也可以单独与某一话站进行通话。⑨本集控系统再配有16台彩色摄像机和2台全方位摄像机，把输送系统重要部位的图像通过光缆实时的传到地面集控室。

7 结束语

该系统2013年7月在平煤股份五矿投入使用，被控对象地面煤楼新、老两个运输系统的10部胶带机、2台滚轴筛、2台给煤机。由于实现了集中自动控制，撤消了井下胶带机司机（保留巡检工，共减少了32名工人），胶带机运输能力从原来的450t/小时，提高到600t/小时，创造了可观的经济效益和社会效益。

通过使用主煤流集中控制系统，提高了地面储装运系统运行的可靠性，减少了系统的故障率，为提高生产，节约成本提供了条件，对于新设备在使用中的不足和问题将及时改进，使系统更加完善和合理。

参考文献：

[1]韩秀琪，杨晓辉，宋永宝.矿井皮带远程监控系统的设计与实现[J].煤矿综合自动化与机电技术，2012（11）.

[2]裴文良.CC-Link在煤矿胶带运输机集控系统中的应用[J].国内外机电一体化技术[J]，2004（05）.

[3]斐文良.PLC在煤矿胶带运输机集控系统中的应用[J].军民两用技术与产品，2003（09）.

作者简介：

煤矿开采引起地面沉陷的综合治理 篇6

目前, 国内煤矿开采仍以先开采后治理的方式为主, 有些煤矿甚至只开采不治理。这种传统开采方式, 造成采空区地面沉陷问题越来越严重, 导致后期治理面临环节复杂、费用高和难度大等诸多问题。严重制约着煤炭行业可持续发展。近年来, 随着国家对采煤造成的环境问题越来越重视, 提出煤矿企业实行边采边治理的方式。特别是针对采煤造成的地面沉陷问题, 国内有关单位通过积极探索, 根据不同矿区的地质条件和采煤工艺研发出不同综合治理措施, 部分已广泛应用于各大煤炭企业, 并取得了良好治理效果。

1 矿区地面沉陷的防治途径

近年来, 采煤造成的地面沉陷问题越来越大, 破坏也越来越严重, 科研工作人员通过各种途径不断研究和改进控制矿区地面沉陷的方法与措施。目前, 国内主要有两种控制途径:a) 井下控制地面沉陷措施。经常采用的措施有局部开采、充填开采、限厚开采及留设煤柱等;b) 对采空区地面建筑物和构筑物进行加固, 同时对地面沉陷区充填加以利用。随着科学技术进步, 各种新技术不断应用于矿区地面沉陷治理中, 如覆岩离层注浆技术, 通过对覆岩破坏规律研究, 合理进行注浆, 其减沉效果明显且易于施工, 该方法已广泛应用于各大矿区地面沉陷治理中[1]。

而根据国内煤矿企业地面沉陷治理效果来看, 单一治理方法很难取得理想效果, 采用综合治理方式其治理效果相对较好。

2 开采引起地面沉陷的综合治理

2.1 综合治理技术的研究

为了控制地表沉陷量、实现农田保护和建筑物下开采, 可通过研究覆岩与地表移动规律, 采用控制地面沉陷的综合治理方式, 对地表沉陷区域进行分割与跳采、对离层带与冒落带拱基结构注浆、通过改变拱基结构参数进行控制、注浆、回填等综合控制技术, 从而实现控制和治理地面沉陷的目标。

这种综合控制技术需要充分考虑覆岩结构、岩体动态特征随采煤工作的动态演化特性, 把矿压理论与覆岩变形破坏及地表沉陷相结合, 以此研究煤层采掘后覆岩运动规律。通过对煤层所处地质结构的研究与分析, 确定控制沉陷的目标和准则, 系统研究相关开采技术体系, 与岩层运动为中心的实用矿压理论相适应。比如拱基结构法综合技术相对于离层高压注浆减缓地表沉陷技术, 独具特色自成体系。综合控制技术的优点体现在四方面:a) 减缓地表沉陷的效果更加明显, 可达60%以上;b) 能保持地表长期稳定, 可靠性高, 且减沉后的地面受采动影响较小;c) 注浆材料来源广、成本低、适用范围广;d) 在很大程度上减小地表沉陷变形对建筑物的破坏, 同时在保护地面农田方面效果显著。

2.2 矿区开采塌陷区的综合治理

现在, 国内矿区大多数都是采取造地还田或充填采空区等方法控制地表塌陷, 但由于成本高、见效慢等原因难以获得较好的经济效益。因此, 在选择矿区塌陷地的治理方式时, 应结合自身实际, 进行全面规划、统筹安排、因地制宜、综合治理、化害为利和造福社会的基本思路, 并且制定了相关技术措施, 取得了一定成效。

目前, 开采塌陷区综合治理的技术途径如下。

2.2.1 井下采矿工作面充填开采

充填式开采在“三下”开采中应用比较广泛, 目前以胶结充填为主要工艺的充填开采技术, 充填效果较为理想, 充填区地表减沉效果明显, 一般适用于3m~6 m煤层的开采。

2.2.2 地面高压钻孔覆岩注浆减缓地表沉降技术

使用该项技术需要上覆岩层有合适厚度, 选择的离层层位以下要留有大于导水裂隙带厚度的岩层, 其目的是为了防止浆液在高压作用下流入矿井下, 影响井下安全生产。导水裂隙带上部岩层以软硬岩交互沉积为宜, 可以提高注浆减沉效果。因此, 这种方法对煤层所处地质环境要求甚高。

2.2.3 塌陷区充填复垦

塌陷区地势低洼, 首先采用全厚充填法一次性将塌陷区垫至原始地面标高, 充填材料可以是矸石、粉煤灰、河砂、河道淤泥等废料。充填结束以后, 必须复上1层厚约0.5 m的表土层再进行种植或耕种, 才能获得较好效果。也可自下而上分层充填以此获得较好的建筑用地。

2.2.4 开采塌陷区的挖深垫浅治理

若塌陷区积水较深, 复垦时存在着充填材料短缺、工程量大等不利因素, 因此借助塌陷区地形将部分积水区挖深, 用于养鱼、养鸭等。积水较浅区可利用矸石修路作塘埂或堤坝, 并选择适当树种进行绿化;也可建成配套畜牧场, 发展生态农业。可作为上述治理的一种补充措施[2]。

2.3 矿内输送带运输矸石排放系统有利于回填塌陷区

煤矿井下生产出来的矸石一直都是采取向地面矸石山排放的方式, 不但占用耕地面积、污染环境, 而且还经常有煤矸石自燃、山体垮塌等危险, 也不利于有用物资回收。采用矿内输送带运输矸石排放系统, 可将矸石直接运往矿外塌陷区。

矿内输送带运输矸石排放系统的工艺流程为:副井、混合井的升井矸石车→翻罐笼→给煤机→带式输送机→拣杂→储矸仓→汽车→塌陷区。其主要设备有翻车机、给煤机、带式输送机和矸石仓仓下装车门等。在排矸系统输送带走廊设置了多个拣杂口, 回收混在矸石中的块煤、废铁、旧锚杆、旧钢丝及其它废物。矸石车辆上井后便可进行翻罐, 可缩短运输距离, 提高矿车周转率。

该系统能彻底消除矸石因堆积太多而出现的自燃、塌方及因灭火而造成地下水资源浪费。矸石直接回填塌陷区, 使得塌陷区短期内即可得到有效治理。塌陷区经过矸石回填后大部分可恢复为良田耕种作物, 弥补了矸石山堆放矸石太多而占用大量耕地的损失。

2.4 高压输电线路下安全采煤的技术措施

采动对高压输电线路的影响程度是随着地表下沉和变形的加剧而逐步增强, 通常不具有突变性, 这为线路检修和维护提供了足够时间。因此, 只要在可靠的地表沉陷预计和实时监测指导下, 及时将因开采沉陷造成的高压输电线路各运行参数的改变进行维修和调整, 确保线路各运行参数始终处于安全许可范围内, 就可安全实现高压输电线路下采煤。

进行高压输电线路下安全采煤的技术措施主要包括两类。

2.4.1 井下开采措施。

在这种情况下, 可采用分层开采、限厚开采、条带开采、协调开采、充填开采和留设煤柱等井下开采技术措施, 来控制和减少地表变形和沉陷程度, 防止地表出现非连续变形和突发性塌陷, 延缓地表沉陷速度, 使地面高压输电线路采动变形控制在可进行调整维修的范围内。

2.4.2 地面治理措施

地面治理措施主要包括:a) 采前加固。在采动之前对地面高压线区进行加固和改造, 从而提高高压输电线路抗变形能力和调节变形能力, 为后期受到采动影响时的维修和调整奠定基础;b) 开采过程中的维修和调整措施。通过线路日常巡检及开采沉陷动态预计数据加强对线路运行参数超标情况的及时调节;c) 地表沉陷稳定后的改造整修措施。等开采结束且地表沉陷趋于稳定后, 对线路运行状况进行彻底检修, 对开采过程中的杆塔临时加固设施进行调整或改为固定设施, 同时对改造后的基础进行加固, 确保杆塔基础不受地表积水影响。

3 覆岩离层注浆技术介绍

当工作面开采后, 采区上方岩层在自身重力作用下开始弯曲并下沉, 而其上覆岩层由于具有一定刚度并不立即下沉, 因而在两层岩层连接面处出现了空隙, 这就是离层。当离层发展到一定程度时, 由于离层上方岩层跨度增大而下沉, 于是其下面的离层带开始闭合, 但其上部离层带又开始发展, 直至平衡拱顶部。当煤层开采了一定时间后, 离层就开始形成了, 此时就是最好的注浆时机。

覆岩离层注浆减缓地表沉降技术作为控制地层变形和移动的一种方法, 已在多个矿区的薄煤层及中厚煤层应用, 并取得了明显的技术经济效益。

4 结语

在实际治理矿区地面沉陷时, 往往不存在固定的治理措施。需要根据矿区地质条件、采煤方法和采煤工艺, 来制定相应综合治理措施。同时, 还应考虑治理成本问题, 应结合企业实际情况, 遵循全面规划、统筹安排、因地制宜的原则, 才能取得良好的治理效果和经济效益。

参考文献

[1]张印, 郭恒庆.地表沉陷治理的新方法[J].山东煤炭科技, 1999 (7) :101-103.

煤矿矿区地面变形分析及防治措施 篇7

关键词：地面沉降,地面塌陷,地裂缝,地面变形

1 矿区地质概况

1.1 地形地貌

矿区位于太行山中段西侧的山前地带。地貌类型为清漳河的二级阶地,其地表均为第四纪黄土覆盖,地势平坦,区内海拔标高900 m～940 m,相对高差40 m,整体趋势为东高西低。

1.2 地层概况

区内大面积为第四系黄土覆盖,据钻孔揭露情况,由老到新有古生界的奥陶系、石炭系和二叠系,新生界的第四系,主要煤系地层特征如下:石炭系上统太原组:矿区主要含煤地层之一。岩性特征主要由灰黑色泥岩、砂质泥岩、石灰岩、中～细粒砂岩及煤层组成。有K2,K3,K4,K5,K6五层较稳定的石灰岩,沉积有7号,8号,9号,10号,11号,13号,14号,15号煤层。本组地层以K1细砂岩为底界与下伏本溪组呈整合接触,厚89.54 m～132.67 m,平均厚120.7 m。二叠系下统山西组:矿区主要含煤地层之一。岩性特征主要由泥岩、砂质泥岩、中～细粒砂岩组成,含1号,2号,3号煤层。本组以K7细砂岩为底界与下伏太原组呈整合接触,厚39.49 m～58.45 m,平均厚55 m。该矿区内现开采3号煤层,煤层厚度5 m～7 m,埋藏深度200 m～300 m之间。

1.3 地质构造

据勘探钻孔及煤矿开采揭露,矿区内地质构造属简单一类,整体为走向北东、倾向北西的单斜构造,其上叠加宽缓的褶曲构造,地层较为平缓,倾角2°～14°,矿区构造以褶曲为主。

1.4 水文地质条件

矿区水文地质条件简单,各含水层水力联系甚微,补给条件差,主要可采3号煤层顶板砂岩含水层单位涌水量0.071 3 L/(s·m),据矿方提供井下排水量为6 720 m3/d。历年来的开采未受水害影响,防治水工作简单,故此确定矿井水文地质类型为简单。

2 地面变形现状

小寨村西工作面地表塌陷坑北部一带形成地下水位降落漏斗,水流方向自小寨村一带向漏斗处汇集。由于地下水位的变化,可在地面相应范围内引起不同程度的沉降,居民住宅出现了不同程度的裂缝。据煤矿地质资料,该煤矿于1996年7月开采至今,小寨村已造成工作面上方土地的塌陷以及村居民房屋的损坏。工作面地表形成了长约1 500 m,宽约380 m的塌陷坑,坑内积水,并伴有长约10 m～200 m、宽0.1 m～0.2 m的地裂缝。

3 地面变形分析

3.1 煤矿采空区引起地面变形分析

当地下煤层被大面积采出后形成了采空区,会使煤层顶部上覆岩层成为一种架空结构,煤层上部失去了支撑,周围的岩体的原始应力平衡状态被破坏,应力重新进行分配,在巷道两侧和采空区四周产生应力集中,在巷道和采空区内应力下降,从而改变了原来矿区的应力分布。应力场的改变导致采空区顶板岩层在自身重力和其上覆岩(土)体的压力作用下,产生向下弯曲与移动。当顶板岩层内部形成的拉张应力超过该岩层的抗拉强度极限时,直接顶板发生冒落,上覆岩层弯曲、移动、破裂,随着采空范围扩大,在地表形成塌陷变形及地裂缝灾害(见图1)。

在地表塌陷区边缘,相邻两点在变形过程中,处于拉伸状态,水平距离趋于增大,在地表形成拉张裂缝。如图2所示,取地表a,b两点,由于两点下沉量不同,其差值为ΔW=Wb-Wa(其中,Wb为b点的下沉量;Wa为a点的下沉量),线段ab由水平状态变为倾斜状态。其倾斜度为:i=Wb-Wa/ab。

由于两点水平位移不同,其差值为ΔU=Ub-Ua(其中,Ub为b点的水平位移;Ua为a点的水平位移),使线段ab拉长,土体变形而产生地表裂缝。

当井下开采面积足够大时,将引起上覆岩层移动、破坏。当面积达到一定值时,这种破坏将传到地表,对地表和地表建筑物产生影响。位于小寨村南部的1301,1303工作面,1996年开采至今,在地面形成塌陷及地裂缝,裂缝延伸方向与地下开采工作面布置方向一致。

3.2 抽排地下水引起的地面沉降分析

该矿区位于河流二级阶地,第四系松散覆盖层厚度为226 m,大体可划为0 m～20 m,20 m～120 m,120 m～226 m三段,其中,0 m～20 m为亚黏土;20 m～120 m以粉细砂为主,大都夹有土呈块状,有塑性,少数为松散状;120 m～226 m以粉细砂为主,下部有少许中砂夹小砾石,粉细砂中多数夹土不纯,底部呈半胶结状。地层结构是透水性差的隔水层(亚黏土层)与透水性好的含水层(砂质土层、砂层、砂砾层、流砂层)互层。通过对实测水位资料的分析可以知道,由于在1305工作面地表塌陷坑内连续抽排水,改变了原有地下水流场,水流方向由四周向抽水点一带汇集,形成降落漏斗。该排泄区造成了小寨村周边潜水层水位下降,致使孔隙水压力降低,造成上覆土层的压密变化,形成了地面沉降。

3.3 黄土湿陷性影响分析

通过对小寨村10个取样点的土样进行的物理性质及湿陷性试验分析,小寨村黄土具有湿陷性,结果见表1。

分析可知,小寨村黄土湿陷是黄土结构和成分本身、地下水位的变化和上部建筑物荷载共同作用的结果。

4 地面变形的防治

4.1 地质环境监测预测

根据本区地面变形现状、地下水降落漏斗中心,以及不同地区引发地面变形的因素,建立以精密水准测量为主的地面监测系统,实现对地面变形严重地区的监控,在重点地面变形区,设置分层标、基岩标孔隙水压力标、水动态监测点,掌握不同含水层地下水开采的地面变形特征。对地面变形及相关参数进行监测,是预测和防治的重要基础,监测的主要内容有:地下水水位长期监测,地面沉降的水准测量,地面沉降分层标、基岩标的高程长期观测。

4.2 地表变形控制措施

4.2.1 顺序开采法和协调开采法

为了减轻分层采煤对地表变形的影响,往往采取顺序开采或协调开采的方法。顺序开采,要求分层按顺序开采,两层开采间隔的时间要足够长,在第一层开采的影响消失后,再采第二层,从而达到地表缓慢变形的目的。协调开采,是利用全柱数层同时开采的方法,将几个工作面错开一定的距离,使开采一个煤层所产生的地表压缩区与开采另一层所产生的地表拉伸区准确重叠,从而使地表变形应力相互抵消。除此之外,为了减轻采煤对地表变形的影响,还应注意以下几个问题:1)下开采对地表的有害影响主要在开采边界两侧,所以不要使停采线位于村庄或建筑物之下。2)村庄或建筑物下要做到干净回采,不留煤柱,因为煤柱能引起地表变形的迭加。3)适当安排工作面与建筑物长轴的关系,或者采取对称背向开采的方法,有助于减缓条形建筑物的变形量。

4.2.2 合理开采地下水

对地下水的开采,应根据本区的水文地质情况进行合理规划布局,并根据需求进行地下水资源合理分配,根据水资源条件,限制地下水开采量,防止地下水水位大幅度持续下降,控制地下水降落漏斗规模,对不符合规划要求的开采井予以封闭,做到有计划的开采地下水。形成节水观念,实行一水多用,充分综合利用地下水,使有限的地下水发挥更有效的作用。

4.3 地面沉降防护措施

采取的主要防护措施是修建或加高加固防洪堤、疏导河道,兴建排洪排涝工程,垫高建设场地,适当增加地下管网强度等。另外,为了减轻地面设施的破坏程度,采前加固、迁移和处理是一条行之有效的减灾途径。某一地面设施,针对不同性质、不同量级的地表变形,应采用不同的加固处理措施。对于铁路、公路等交通线,预计沉陷量较大,修复困难时,应考虑改道重建,以免影响正常的运输。对于输电、通信线路和地下管道,也应采取类似的改道措施,以保证这些线路或管路的正常运营。

5 结语

本文系统叙述了煤矿矿区地面沉降、地面塌陷和地裂缝等地面变形的现状及危害,根据实地勘察,采煤、地表抽排水和黄土湿陷是引起小寨村地面沉降、地面塌陷和地裂缝的主要原因,提出了小寨村地面沉降、地面塌陷和地裂缝等地面变形的监测预测、控制、防护措施和建议。随着经济的高速发展,对各种资源的需求将会进一步增加,为控制地面沉降、地面塌陷和地裂缝等地面变形的进一步发展,应借鉴其他地区的治理经验,有效地控制其发展速度,获得经济发展与环境保护双赢。

参考文献

[1]邢忠信,李和学,张熟,等.沧州市地面沉降研究及防治对策[J].地质调查与研究,2004,27(3):157-163.

[2]史同广,黄培竹.煤矿区采煤沉陷灾害分析与对策研究[J].自然灾害学报,1994,3(1):95-99.

煤矿地面 篇8

瞬变电磁系统能否探测到目标体, 不仅与目标体埋深有关, 而且还与目标体本质结构、背景大地电阻率、仪器性能、工作方式及野外环境噪声等多种参数有关。探测深度能够达到目标体深度, 不一定能分辨出目标体。仅根据趋肤深度公式进行简单推断, 则有可能导致无效施工。因此, 需要研究新方法, 全面评估瞬变电磁探测系统对目标体的探测能力。

目前, 国内外对瞬变电磁探测深度研究较多, 对目标体的分辨能力则未进行系统分析。蒋邦远结合仪器系统分辨率、大地二次场感应电压, 计算了最大探测深度[4];嵇艳鞠、栾卉等结合仪器分辨率、导电薄板的感应电压, 计算了航空瞬变电磁全波形探测的分辨率[5];周逢道、林君等结合仪器截止频率, 研究了仪器对浅层大地目标体的分辨能力[6]。以上研究都是以比较仪器分辨率与目标体感应电压的大小作为仪器对目标体分辨能力的判定依据。这导致即使探测深度能够达到目标体深度, 也有可能无法分辨出目标体, 具有一定的片面性。

笔者分析了判断瞬变电磁对目标体分辨能力的必要条件, 提出结合仪器参数、目标水体参数, 采用时域三维有限差分方法[7]计算目标水体大地二次感应电压、背景大地二次感应电压, 结合环境噪声, 计算出有效探测时间;再通过比较有效探测时间内仪器分辨率与感应电压绝对差的大小, 判断能否分辨出目标水体。采用上述方法, 以EMRS-3型地面小回线、强场源瞬变电磁仪器为例, 分析其对典型的充水陷落柱、充水巷道、含水层、充水采空区等水体的分辨能力。

1 目标体分辨原理

如图1所示, 发射线圈向大地发射一次场, 在一次场消失后, 在大地和目标体中会分别激发出二次涡流, 接收线圈中二次感应电压Vr (t) 为背景大地二次场感应电压Vg (t) 与目标体二次场感应电压Vo (t) 之和, 因此:

设接收系统分辨率为Vrs, 由式 (1) 可以看出, 只有当总感应电压与背景感应电压之差Vo (t) 大于仪器分辨率时, 仪器才可以分辨出目标体。因此, 可以分辨出目标体的必要条件之一为:

由于在实际探测中存在野外电磁干扰, 接收系统中存在系统噪声, 尽管通过叠加、滤波等处理方法可以消除一部分, 但不能完全消除。感应信号经过一定时间tv进入噪声区, 此后数据皆为无效数据。只有在有效探测时间tv内, 仪器才可能分出目标体, 这是仪器可以分辨出目标体的必要条件之二。结合式 (2) , 仪器是否可以探测到目标体的判定条件为:

2 分辨能力计算

由式 (3) 可知, 只需计算出Vr (t) 和Vg (t) , 再测算出仪器的分辨率和噪声, 即可以判断出仪器是否能分辨出待测目标体。Vr (t) 、Vg (t) 与大地的本质结构、接收系统的装置参数有关, 将模型参数代入瞬变电磁三维有限差分计算程序中, 即可计算目标体响应。仪器分辨能力计算流程见图2。

3 模型验证

在煤田开采时, 充水陷落柱、充水巷道、充水采空区、含水层等水体对煤田生产构成极大威胁。地面物探通常采用瞬变电磁方法来探测地下水体的分布情况。在此以EMRS-3型瞬变电磁仪为例, 采用上述方法, 计算该仪器对地下充水陷落柱、充水老空区、含水层、充水采空区的分辨能力。计算参数见表1。

3.1 含水陷落柱

当陷落柱充水时, 与背景大地相比电阻率为低阻, 可以采用瞬变电磁方法进行探测。采用EMRS-3型瞬变电磁仪, 对地下不同埋深含水陷落柱探测的二次场感应电压衰减曲线、衰减曲线与背景场的绝对差见图3~4。

由图4可以看出, 系统有效探测时间为800μs。在有效探测时间内, 当充水陷落柱埋深小于130 m时, 绝对误差在一段时间内大于仪器分辨率, 仪器可以探测到该充水陷落柱。当充水陷落柱埋深大于130 m时, 绝对误差在有效探测时间内都小于系统分辨率, 仪器无法探测到充水陷落柱。因此, 仪器对该参数充水陷落柱的探测深度为130 m。

3.2 含水巷道

当废弃巷道充水时, 与背景大地相比电阻率为低阻, 可采用瞬变电磁方法进行探测。采用EMRS-3型瞬变电磁仪, 对地下不同埋深充水巷道探测的二次场感应电压衰减曲线、衰减曲线与背景场的绝对差见图5~6。

由图6可以看出, 系统有效探测时间为800μs。在有效探测时间内, 当充水巷道埋深小于130 m时, 绝对误差在一段时间内大于仪器分辨率, 仪器可以探测到充水巷道。当充水巷道埋深大于130 m时, 绝对误差在有效探测时间内都小于仪器分辨率, 仪器无法探测到充水巷道。因此, 仪器对该参数充水巷道的探测深度为130 m。

3.3 含水层

与背景大地相比, 含水层电阻率为低阻, 可采用瞬变电磁方法进行探测。采用EMRS-3型瞬变电磁仪, 对地下不同埋深含水层探测的二次场感应电压衰减曲线、衰减曲线与背景场的绝对差见图7~8。

由图8可以看出, 仪器有效探测时间为800μs。在有效探测时间内, 当含水层埋深小于300 m时, 绝对误差在一段时间内大于仪器分辨率, 仪器可以探测到含水层。当含水层埋深大于300 m时, 绝对误差在有效探测时间内都小于系统分辨率, 仪器无法探测到该含水层。因此, 仪器对该参数含水层的探测深度为300 m。

3.4 含水采空区

当采空区含水时, 与背景大地相比电阻率为低阻, 可采用瞬变电磁方法进行探测。采用EMRS-3型瞬变电磁仪, 对地下不同埋深含水采空区模型探测的二次场感应电压衰减曲线、衰减曲线与背景场的绝对差见图9~10。

由图10可以看出, 仪器有效探测时间为800μs。在有效探测时间内, 当含水采空区埋深小于240 m时, 绝对误差在一段时间内大于系统分辨率, 仪器可以探测到采空区。当含水采空区埋深大于240 m时, 绝对误差在有效探测时间内都小于仪器分辨率, 仪器无法探测到该采空区。因此, 仪器对该参数含水采空区的探测深度为240 m。

4 结论

1) 采用瞬变电磁法对煤矿水害进行探测时, 结合仪器参数、目标水体物性参数、背景噪声, 采用时域三维有限差分法计算出背景大地和含目标水体大地二次场感应电压, 再通过比较有效探测时间内感应电压绝对差与仪器分辨率的大小, 可以判断出仪器是否可以探测到该目标水体。

2) 与传统方法相比, 该方法考虑了多种影响对目标水体分辨能力的参数, 避免了因仅凭探测深度片面判断仪器是否可以探测到目标水体带来的误差, 为仪器设计和实际施工提供了方法和手段。

3) 以上模型计算时未考虑仪器失真、一次场影响、外界金属干扰等可能对二次场信号产生影响的因素。瞬变电磁系统是否可以探测到目标水体, 在计算过程中需要考虑尽可能全面的参数, 提高准确率, 这是今后努力的方向。

参考文献

[1]刘树才, 刘志新, 姜志海.瞬变电磁法在煤矿采区水文勘探中的应用[J].中国矿业大学学报, 2005, 34 (4) :414-417.

[2]李好, 胡运兵, 吴燕清.应用矿井瞬变电磁法超前探测煤矿井下含水体[J].矿业安全与环保, 2012, 39 (5) :49-52.

[3]李云波, 李好.矿用瞬变电磁法富水体超前探测原理及应用研究[J].矿业安全与环保, 2013, 40 (2) :69-72.

[4]蒋邦远.瞬变电磁法勘探[M].北京:地质出版社, 1998.

[5]嵇艳鞠, 栾卉, 李肃义, 等.全波形时间域航空电磁探测分辨率[J].吉林大学学报:地球科学版, 2011, 41 (3) :885-891.

[6]周逢道, 林君, 刘长胜, 等.浅海底瞬变电磁法接收天线频率特性研究——带宽对浅层分辨的影响[J].地球物理学进展, 2006, 21 (4) :1342-1345.

浅谈如何提高煤矿地面建筑工程质量 篇9

关键词：工程质量,煤矿地面建筑工程,措施

1 煤矿地面建筑工程施工的特点与难点

煤矿地面建筑是煤矿的基础设施, 用来满足煤矿生产工艺的各种需求。按照用途, 煤矿系统可以分为提升系统、地面生产系统、辅助生产系统以及运输生产系统、洗选深加工系统和供电系统及办公生活系统等。煤矿建筑物具有规模庞大、系统繁多以及生产作业线长、结构形式多样、基坑深、体积量大以及吊装质量大等特征。 (1) “杂”:煤矿系统建设规模庞大, 系统繁杂, 需要满足生产、生活、办公、运输、供配电等不同功用的建筑要求, 从而增加了监管工程质量的难度和工作量。 (2) “快”:建设方为了达到早投产早获益的目标, 就需要严格控制施工的作业周期。在当今快速的社会生活节奏下, 煤矿建设周期相较于以往大幅缩短, 但缩短工期就必然会影响施工质量, 这也在较大程度上增加了对工程质量监管的难度。 (3) “低”:施工人员, 尤其是普通的工种, 需要提高整体的技术素质, 不然就会造成质量上呈现上升的趋势, 以此增加工程质量上的管理难度。

2 做好煤矿建设工程质量的重要性

众所周知, 全国煤矿建设的规模急剧增加, 煤矿地面建筑工程作为主要基础设施其质量问题不仅与国家建筑行业的健康发展紧密相连, 而且关系着人们的生命财产安全。因此, 做好对建设工程质量监管工作至关重要, 是一项保证国家与人民财产安全重中之重的工作。

质量是企业在日益激烈的市场竞争中占有一席之地的最主要因素。特别是在我国加入世贸组织后, 我国的建筑行业面临着前所未有的严峻竞争形势, 因此, 建筑企业如何在激烈的竞争中获得发展, 从而不断的进步优化自身增强竞争力, 怎样立足国际是一个很值得思考并解决的问题。

工程质量同时反映出国家的技术、经济发展水平。近年来, 我国也逐步开始重视建筑工程的质量与国际接轨, 在这方面制定了很多有针对性的法律法规。并且建筑及其行业的健康发展在很大程度上拉动了国家经济的发展。

3 我国煤矿建筑工程质量存在的问题及工程监督方案的制定

我国建筑行业由于受到传统建筑理念和建筑技术水平的限制, 存在着许多问题。随着我国社会经济的飞速发展, 很多先进的管理方式在建筑工程的监管当中得到了相应地应用。但是仍然无法将完整的先进技术手段和管理措施运用到当前的施工中, 使得施工质量得不到提高也是不争的事实。因此, 有效的监督制度可以高效的提高工程质量, 所以如何制定监督方案是提高工程质量的最大要点。

3.1 制定合理监督方案的主要依据

遵守《煤炭工业质量建设工程质量监督管理规定》以及相关的法律法规, 结合施工的特点与特征, 制定适用于本工程的监督方案。

3.2 重点监督的内容

(1) 要求受检工程施工单位提供相关施工资质并进行审查, 还要检查参建各方质量监督机制、执行标准与执行能力。 (2) 在对隐蔽工程验收前, 建设单位应与施工单位协商提前通知并协调设计单位和矿区质监站的工作。 (3) 监督人员在对施工过程中的工程质量进行抽查时, 应依照施工建设图纸一一对应, 其关键工程的核心部位必须检查, 由监督人员提前通知施工单位做好协调到现场核查。

3.3 全面展开工程的立案监督

(1) 工程质量监督的内容包括对责任人和有关机构的监督, 对工程质量的监督检查, 要将技术资料、监理资料以及检测报告等文件和资料与事实核对, 对工程竣工验收严格把关监管, 还包括对混凝土预制构件及预拌混凝土质量的监督检查, 对主要责任人和有关机构违法、违规行为的调查取证, 提出处罚建议或按委托权限实施行政处罚, 提交工程质量实时监督报告。 (2) 必须明确质量控制管理体制与各施工方的责任与义务, 其中监管部门主要负责工程质量的监督和审查;建设单位作为工程质量的主要负责人, 必须要对工程质量负责, 包括项目的可行性研究, 设计、监理、施工单位的选择;施工、监理单位负责施工质量。施工过程中的监督管理主要是通过施工单位与业主、监理、设计、材料等的协作配合以达到全面、全过程的监督管理。 (3) 转变监督模式, 掌控施工质量与施工进度的真实状态。煤矿工程质量监督大多都会采取监督告知的方式, 以通知的形式进行监督检查。可以根据工程施工特点和进度, 采取日常监督和随机抽查相结合的高效监督模式, 监督工程建设各方面的质量, 加强巡回检查的力度和随机抽查真实性正确掌握施工质量现状, 使每道程序在施工质量上都有切实可靠的监督保障。 (4) 增强服务意识, 发挥监督功能。a增强对工程施工各方面质量监督力度的同时需要提高服务意识。b建立被监督单位的质量评估系统, 对于管理相对薄弱的单位, 需要有针对性的加强管理力度, 提高监督工作的主动性和高效性。c根据施工工程种类, 针对性的对重点工程进行重点监督, 增强随机检查的力度。d建立监督信息网络化平台, 动态处理日常监督和随机监督的检查结果, 把检查中的问题及整改方案发布到网络平台上, 在指导整改的同时接受各方的检查监督。

4 结束语

综合上述出现问题, 我们通过分析煤矿地面建筑的特点和难点, 并有针对性的做出监督方案, 为同类工程质量监督提供了指导, 并倡导在监督过程中, 尽量做到依法监督, 有预见性和服务性的工程质量监督模式。

参考文献

[1]张青.浅谈如何加强对建筑工程质量的监督[J].商业文化 (上半月) , 2011 (08) .

[2]杨昌明.建筑工程质量监督措施浅析[J].山西建筑, 2010 (16) .

煤矿地面 篇10

关键词：供电系统,技术改造,事故发生率,可靠性

1 我国一般煤矿的供电系统现状

随着我国经济建设的不断发展, 对于煤矿的生产要求也不断的提升, 在机械设备广泛应用的现代化时代, 所以煤矿的供电系统具有非常重要的作用。一般情况下, 在煤矿生产中, 都会使用66kv的地面变电所来为生产供电, 为井下以及地面生产提供稳定的电能。随着时代的发展, 煤矿供电系统中的设备也得到了更新, 进行了相应的技术改造, 但是由于每个地方的经济状况以及生产方式不同, 所以对于设备的更新也不相同。有些煤矿因为受到资金限制, 对于供电设备的更新不及时, 部分设备出现超期运行的现象, 存在很大的安全隐患。而随着煤矿的不断发展, 在地貌特征上会有很大的改变, 但是供电系统却没有相应的改变, 所以导致供电系统的稳定性受到影响。对于煤矿地面供电系统存在的问题应该及时的改进, 以提高供电系统稳定性, 为煤矿的正常生产创造有利的环境。

2 煤矿地面供电系统改造

2.1 供电系统改造的紧迫性

为了保证经济建设的稳定发展, 我国的煤矿在生产能力方面不断提升, 很多煤矿都已经达到了井下一百多米的开采深度, 所以在安全性方面的要求不断提升。为了保证井下开采的顺利进行, 需要保证持续可靠的电能供应, 由此需要对地面供电系统进行技术改造, 加强设备的更新以及技术环节的优化, 提高供电稳定性, 保证煤矿生产的正常进行。

2.2 66kv架空输电线路改造的必要性

输电线路是保证电能稳定供应的基础载体, 也是供电系统中最为基本的构成元素, 对于供电的稳定性有很大的影响。在煤矿地面供电系统改造中, 架空输电线路的改造是一个重点环节。在煤矿地面供电系统中, 架空输电线路的覆盖里程较长, 其与地面之间需要保持一个安全距离, 防止地面物体对电线造成损坏。但是在有些比较偏远的煤矿地区, 很多的线路出现了超期运行的现象, 长时间的运行, 由于电流的负荷以及自然环境的侵蚀, 电线逐渐出现了绝缘老化的现象, 容易产生短路, 影响到供电系统的稳定性。而由混凝土构成的电杆在经过多年的风雨侵蚀, 也逐渐出现很多的裂纹, 存在一定的安全隐患。随着时代的不断发展, 地面的地形地势也发生了很大的变化, 电线与地面之间的安全距离也逐渐变小, 影响到电线运行的稳定性, 所以对于66kv架空输电线路进行改造有很大的必要性。

2.3 变电所变压器增容的必要性

近年来, 随着社会对煤炭需求量的增加, 煤矿企业的产煤量也呈逐年增长的趋势, 这样煤矿用电的负荷也在呈不断增加的态势, 所以为了确保煤矿安全生产的需求, 则对变压器提出了增容的要求。这样就是要求煤矿变电设备中的主要变压器有一台在运行还要有一台在备用。与此同时, 这两台主变压器的规格也是一致的。为了达到这一要求, 变电所主变压器的总容量必须达到7万千伏, 只有对于变压器进行加容的改造, 才会满足现今煤矿对于矿井排风排水的需求。

2.4 地面变电所高压配电装置的改造

目前大多数的煤矿都是采用变电室外的变电开关设备, 其为66kv的断路器、电压互感器、电流互感器及高电压隔离开关等高压输电需要的装备。在如今来看, 这些设备都是比较陈旧的, 对于这些准备的维修的程序也是非常的繁琐, 还有一个比较严重的问题就是在运行的过程中绝缘下降变化特别的明显, 对于企业的安全生产有着较大的影响。这些老设备的结构不是很合理, 这样有时就会出现电流互感器之间因为受潮绝缘性降低的结果, 有时候电压互感器也会出现这种现象, 这些都是他们自身结构的特点决定的。因此应该更新采取新的措施, 目前最为先进的就是LCW-60型电流互感器和JCC1-60型电压互感器, 以LCWB5-66型电流互感器和JCC5-66型电压互感器逐步的代替老型号, 因为这些新产品的防潮设施可以保持长期很高的水平, 这样对于整个66kv系统的可靠运行有着不可取代的作用, 因此有必要对其进行更换。

3 供电系统运行改造方案

3.1 对于真空高防开关进行更新

过去较多的矿井都是采用一般的高防开关, 其作用仅仅在电流过大时才会出现保护作用以及进行无压释放等等。但是这对过流的保护没有时间的限制, 也没有可选性, 非常的不精确。可以选用新型的BGP9l-6AK真空高防开关, 灵敏可靠, 保护功能全, 具有以下保护功能:对负载侧出现的短路故障, 进行限时速断保护;对负载侧出现的持续过载, 实施反限时保护;负载侧出现的断续过载。

3.2 对于高压电缆使用新的电缆接线工艺

由于高压电缆敷设更多的空气管、空气管潮湿、高压电缆带区是极易锈蚀, 此外, 空气管的失修, 屋顶经常带下来, 打击坏高压电缆, 高压电缆敷设时间长, 联合, 加上连接技术托盘, 导致高电压功率超过事故。我们使用MYJV22-6型交联聚乙稀内部钢带铠装聚乙稀护套电力电缆, 从轴和轴由地下主要运输巷、斜井提升方式躺在矿区在变电站, 它符合“煤矿安全条例”第466条新规则:在总回风管道和特殊回风道不应铺设电缆。原始安装电缆管道在所有的改变在躺在风洞。其优点是高压电缆从湿效果, 高压电缆、射击、不容易引起瓦斯事故, 便于及时发现和处理事故。MYJV22-610型交联聚乙稀内部钢带铠装聚乙稀护套电力电缆接头采用新的连接技术, 结束过去由于接头质量不好和产生故障, 大大提高供电质量, 降低事故的电源。

4 结束语

安全是煤矿生产能够正常运行的基础保障, 随着我国经济建设的不断发展, 对煤炭的需求量不断上升, 由此对煤矿生产提高了标准。在机械自动化程度较高的煤矿生产中, 地面供电系统是保证生产稳定运行的关键要素, 也是提高煤矿生产能力的基础保障。随着煤矿生产规模以及生产能力的提升, 在供电系统中也进行了相应的技术改造, 但是由于受到资金或者是管理机制的限制, 很多地方的改造还不够彻底, 仍然存在众多的安全隐患, 不利于煤矿的稳定运行。所以为了改善煤矿的生产条件, 在地面供电系统中, 要引进先进的管理技术型人才, 及时更新陈旧老化的设备, 提高供电技术能力, 为煤矿的安全生产创造有利的条件。

参考文献

[1]尚海柱.浅谈煤矿电气保护的选择性[J].电气开关, 2005 (1) .

[2]李晨明.对煤矿供电设备的安全防护与电气保护技术研究[J].科技与企业, 2012 (5) .